Ученые НИЦ «Курчатовский институт» совместно с МИРЭА – Российский технологический университет создали новый гидрогель на основе биосовместимого полимера и наночастиц диоксида титана.
Этот материал обладает антибактериальными свойствами и улучшенными адсорбционными характеристиками по сравнению с обычными полимерными аналогами, что делает его перспективным для ряда медицинских применений. Результаты этой работы опубликованы в журнале Journal of Materials Science.
В последнее время композиционные гидрогели, состоящие из поли-N-винилпирролидона, широко применяются в различных областях медицины. Их используют в качестве компонентов раневых повязок, контактных линз, искусственной кожи, а также для адресной доставки лекарств. Взяв за основу этот биосовместимый полимер, ученым удалось создать гидрогель с уникальным сочетанием свойств, который позволит улучшить характеристики медицинских материалов для раневых повязок.
Новый гидрогель, полученный золь-гель методом, представляет собой трехмерную макромолекулярную сетку на основе поли-N-винилпирролидона с включением наночастиц диоксида титана. Последний компонент придает материалу бактериорезистентные свойства и антимикробную активность в отношении золотистого стафилококка. Однако, это еще не все плюсы «титановой добавки».
«Мы изучили ряд физико-химических характеристик нового гидрогеля и показали, что наночастицы оказывают влияние на микроструктуру материала, - отметил сотрудник отдела структурной биологии Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Петр Конарев. - Кроме того, наличие «титановой добавки» увеличивает количество циклов адсорбции воды по сравнению с обычным полимерным гидрогелем». По словам ученого, это свойство позволит продлить срок эксплуатации материала.
Высокая степень набухания, устойчивость к бактериям, биосовместимость и улучшенные эксплуатационные характеристики нового гидрогеля делают его одним из наиболее перспективных материалов для раневых покрытий. Следующий этап исследования будет включать разработку медицинского покрытия на базе этого гидрогеля и его испытание на животных.
Также в работе приняли участие сотрудники Института хирургии имени А.В. Вишневского, Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова, ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН и Института Лауэ – Ланжевена (Франция).
Справочно:
Любые повреждения кожи (ожоги, глубокие царапины, диабетические язвы, пролежни, фистулы и т.д.) сопровождаются появлением инфекций, вызванных различными бактериями (например, S. aureus, S. Epidermidis и P. aeruginosa). Раневые повязки с бактерицидным действием позволяют предотвратить этот сценарий. Кроме антибактериальной функции, раневые покрытия должны обеспечивать изоляцию раны от загрязнения, поддерживать влажную среду вокруг нее, а также минимизировать образование отеков на границе рана-повязка. Это достигается за счет адсорбционных свойств материала, обеспечивающих поглощение большого количества влаги на границе между раной и повязкой. Таким образом, можно предотвратить воспалительный процесс и ускорить заживление.
